住宅建筑結構設計實踐技術分析

【摘要】在當下城市建設中，民用建筑設計越來越受到廣大設計工作者所重視，文章主要對民用建筑設計中的結構設計進行了詳細闡述，結合自身多年工作經驗，提出相關問題及解決方法。

【關鍵詞】民用建筑；結構設計；防震；剛度

1.結構設計

結構設計主要可以按照時間順序分為三個階段：第一階段為結構方案階段。在此期間，要根據要設計建筑的重要性、類別、建筑高度和層數，建筑所在地的抗震設防烈度，來確定建筑的結構形式；第二階段為結構計算階段。在此期間，要根據建筑的結構及其抗震防火參數要計算梁、板的計算跨度、鋼筋搭接長度等。第三階段為施工圖設計階段。要根據建筑的結構體系和設計特點確定其結構平面圖、屋頂（面）結構圖。

2.結構設計的方法

結構設計的方法主要有五個方面。結構平面圖的繪制、屋頂（面）結構圖、大樣詳圖、樓梯和基礎建材。結構平面圖繪制時要注意一個問題：結構軟件建模。因為用結構軟件建模可以利用軟件來進行荷載計算。這樣可以檢驗設計的安全性。當建筑地抗震設防裂度為7及以上時，必須要用軟件建模 屋頂（面）結構圖要注意建筑的類型差別。因為對于建筑的板跨度較大時要用梁板式，而對于板跨度不大時用折板式處理。正確繪圖和設計的關鍵是設計者必須要具備一定的空間概念，能夠正確理解建筑圖紙和意圖；大樣詳圖在繪制時一定要確保建筑詳圖準確無誤，并且能在保持建筑外形的情況下使結構受力合理和施工方便；樓梯梯板要注意繞度的控制，樓梁下的凈高度要滿足建筑的要求，而且為了保證上下樓層的位置統一要注意樓梁的位置。基礎建材要注意能夠符合建筑結構耐久性的要求。比如混凝土、鋼筋等，不能不顧安全偷工減料。

3.結構設計的原則

3.1“以人為本”原則

不論是民用建筑還是公用建筑設施都是為人服務的。因此，設計人們心里想要的建筑是設計師最基本的原則。隨著經濟的發展，人們的生活水平得到不斷提高。兒更多的人由去城里居住的思想觀念向回歸自然轉變。因此，對于設計師來講，在尊重設計地段內土地和環境的前提下，滿足人們的生態型建筑要求。

3.2綠色環保設計原則

環境的污染、氣候的變壞都在無時無刻的提醒我們要綠色、低碳。所以在建筑設計時也要注重生態、環保，追求人與自然的可持續發展。在設計時要充分考慮當地的自然環境，維護當地的自然地貌特征和原有的植被條件，盡可能的協調綠地、水體和建筑物的關系。

3.3剛柔相濟原則

由于要保持建筑的穩定性和強度，所以對于結構的剛度有比較高的要求。但是剛度過大時，其適應能力就變差了，當有強大的破壞力瞬間來襲時，其結構不能釋壓、傳遞外力，局部受損后會導致全部毀壞，而剛度過柔的結構容易造成變形太大而使整個建筑傾覆。因此，衡量這個度，是建筑設計時設計師需要揣摩的重要因素。

3.4多層設防設計原則

在建筑實際應用的過程中，靜定結構由于受到地震和風害的影響，整個建筑所有的結構都在抵抗外力的作用，如果局部構件設計時出現缺陷，那么這個瑕疵―旦產生裂縫，就會導致局部受損，進而會使整個建筑損毀。這樣的悲劇不論再911事件還是汶川地震時都發生過。因此超靜定結構體系的應用越來越重要。設計時要學會發現結構設計的隱患，對建筑的結構要進行反復推

敲。

3.5圈出節點設計原則

由于結構體系中，各構件交接之處非常多，錯綜復雜，所以要非常明確每個節點的所在，因為節點也就是結構體系的弱點，對節點的設計一定要嚴謹，科學。只有這樣，在災難來臨時，節點才能合理的傳遞外力，維持結構體系的穩定與安全。

4.建筑結構存在的問匝

4.1抗震設計方面存在的問題

汶川地震的發生，又一次為建筑抗震設計敲響了警鐘。因此，在建筑結構設計時，要實現小鎮不壞，中震可修，大震不倒的三個基本要求。建筑物是否具有抗震性由承載力和變形能力兩者來判斷。當地震發生時，可以利用結構材料鋼筋混凝土的變形來吸收能量，增加架構的韌性，不僅能減弱地震產生的能量，還能抵抗強烈地震。因此在設計中，要做到這些基本要求。強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強錨固以及強結構底部。但是，不是為了抗震，什么都要變強。結構的剛度要適應地震作用下的動力要求并均勻連續分布。過強必脆，這樣反而成為了結構的一個弱點。

4.2防火設計方面存在的問題

每年都會發生一些大型火災事故，造成的傷亡和財產損失都非常嚴重，這些事故責任追究下來必然會存在建筑設計中防火的問題。許多設計人員對防火規范和規定不熟悉，這就導致一些重點防火的材料在設計時被忽視。

4.3高層建筑基礎的選型問題

由于空間的限制，在一些大型的人口密集型城市高峰建筑如雨后春筍般出現。而高層建筑的設計和低層又有很大的區別。對于高層建筑，要選用整體性能好、能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求以及能調節不均勻沉降的基礎形式。對于不同要求和地理位置的建筑其基礎形式又不同。根據層數、荷載、結構類型、以及承載力的不同有筏板基礎、箱型基礎和條型交

叉梁基礎。

4.4部分結構設計不合理的問題

部分設計師由于種種原因，為了追求更多的空間，會把抗震墻設計的很少，上部切體抗震墻大部分不能與底部的框架梁對不齊，造車結構體系的不合理，傳力不明確，有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定，存在計算錯誤等現象；有些結構設計的強度遠低于計算結果，存在嚴重的安全隱患。

4.5設計深度方面存在的問題

許多設計人員由于自身能力的原因或其他原因設計粗糙，制作圖紙“偷工減料”，過于簡單，導致施工過程中應有的重要圖紙不能真實準確的反應真正要設計的建筑。

4.6 經濟效益結構構件的經濟尺寸分析

從結構設計上分析，無論是平面結構系統，還是空間結構系統，每一種結構形式所能取得的技術經濟效果，在很大程度上都要取決于它工作時的受力狀況。而當結構受力比較合理時，一方面可以節約材料，另一方面也能使所用材料的力學特性和承載能力得以充分發揮和利用。然而，當結構的傳力系統基本確定之后、結構形式的受力狀況還隨著它的幾何尺寸和幾何形狀變化而變化。即在所確定的結構傳力系統中，每一種結構形式只有當它具有一定的幾何尺寸和幾何形狀時，才具有比較合理的工作性能，才能取得較好的經濟效果。如當鋼筋混凝土梁的跨度在4米以下時，梁跨中彎矩不大，由于這時梁截面主要是由剛度來決定的，因而鋼筋混凝士的承載能力只利用了一部分，當梁的跨度超過8米時，由于彎矩和結構自重急劇增加，通常就要改變梁的矩形截面尺寸。顯然，在同樣的荷載條件下，梁的經濟合理眭要取決于它的跨度和截面，即梁的幾何尺寸和幾何形狀。

5 總結

總之，建筑工程的投資大，周期長，影響巨大，其工程設計的質量不僅關系到工程的投資效益，更直接關系到人民群眾的生命財產安全，因此也是一個良心工程。從工程的設計出發，設計師要充分的考慮建筑設計中存在的安全隱患，把建筑的安全使用和人民的生命財產安全放在首位，做好設計。設計單位內部也要加強管理，杜絕粗糙、具有重大安全隱患的設計出現，確保設計質量，是結構設計工作做到更安全、更合理。

參考文獻

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